El Diencéfalo

El Diencéfalo: características y función

El diencéfalo, la mayor parte del cual está oculto entre los hemisferios cerebrales, presenta una situación central en el encéfalo. Se localiza entre los hemisferios y el tronco del encéfalo, y a través de él pasan la mayoría de fibras que se dirigen a la corteza cerebral, por lo que es una estructura fundamental para la actividad cortical.

¿Cuáles son las partes del diencéfalo?

Está formado por cuatro componentes que bordean el tercer ventrículo, el cual divide el diencéfalo en dos mitades simétricas.

Los componentes son: tálamo, hipotálamo, subtálamo y epitálamo.

Tálamo. Formado por dos cuerpos ovoides, uno a cada lado del tercer ventrículo.Hipotálamo. Ventral al tálamo. Por su parte basal se une a la hipófisis (glándula de secreción interna que se encuentra en la base del cerebro y unida al hipotálamo).Subtálamo. Ventral al tálamo y lateral al hipotálamo.Epitálamo. Situado en la parte posterior del diencéfalo, adyacente al mesencéfalo. Contiene dos estructuras:la glándula pineal o epífisisla habénula.

Funciones generales del diencéfalo

Sólo representa el 2% del peso total del sistema nervioso central. Sin embargo, tiene conexiones muy dispersas e importantes con la mayor parte de los componentes siguientes:

vías sensorialesvías motorasvías límbicasvías visceralessistema endocrino

Concretamente, las funciones principales de cada estructura son las siguientes:

Tálamo:

Relevo de la información sensorial (visión, audición, tacto, etc.)Relieve de información motoraEmociones y aprendizajeRelación con el tronco encefálico

Hipotálamo:

Control del sistema nervioso autónomo y del sistema neuroendocrinoMotivaciones

Subtálamo:

Funciones motoras

Epitálamo:

Funciones hormonalesConducta reproductoraRitmos circadianos (ciclo o ritmo biológico que se aproxima a las veinte y cuatro horas, como el ciclo normal sueño-vigilia en adultos)Emociones

Tálamo

El tálamo es una gran masa nuclear en forma de huevo e implica aproximadamente el 80% del diencéfalo. Está formado por dos grupos de núcleos (“dos huevos”) separados por el tercer ventrículo.

Vista tridimensional del tálamo, y también de su posición aproximada en los hemisferios cerebrales. Los principales grupos de núcleos están marcados.

Forma parte de un gran número de vías y sistemas que utilizan porciones más o menos independientes del mismo tálamo que, por tanto, se ha subdividido en una serie de núcleos.

¿Cómo se organizan los núcleos talámicos?

Los núcleos talámicos se pueden distinguir entre sí por su localización topográfica dentro del tálamo (clasificación o subdivisión anatómica) y los patrones de conexiones con la corteza cerebral (clasificación o subdivisión funcional). Cada núcleo talámico recibe aferencias de una o más regiones subcorticales, así como de las áreas de la corteza sobre las que se proyecta.

Clasificación anatómica del tálamo

El tálamo está subdividido en varias zonas por una lámina fina de sustancia blanca en forma de Y, la lámina medular interna, la cual consiste en fibras o axones que entran y / o salen de los núcleos talámicos.

Esta lámina divide el tálamo en tres grandes zonas:

Grupo anterior. Anterior a la bifurcación de la lámina medular interna.Grupo medial. Medial respecto de la lámina medular interna.Grupo lateral. Lateral respecto de la lámina medular interna.

Además de los núcleos incluidos en los tres grupos mencionados, también podemos distinguir otros que no se ajustan exactamente al esquema anterior:

Núcleos intralaminares. En el interior de la lámina medular interna, intercalados entre sus fibras.Núcleos de la línea media. En la parte más medial del tálamo, tocando el tercer ventrículo.Núcleo reticular. Fina capa de neuronas que rodea lateralmente y anteriormente el tálamo.

Clasificación funcional del tálamo

Los mismos núcleos se pueden clasificar siguiendo otro criterio: teniendo en cuenta las zonas de la corteza con las que establecen conexiones.

Desde este punto de vista funcional, podemos clasificar los núcleos talámicos en los cuatro tipos siguientes:

Núcleos específicos. Reciben haces de fibras perfectamente definidos y en proyectan específicamente a áreas funcionales concretas de la corteza cerebral, generalmente áreas sensoriales o motoras primarias.Núcleos de asociación. Reciben aferencias de varios lugares y se proyectan en áreas bastante amplias de la corteza de asociación.Núcleos inespecíficos. Se proyectan en áreas corticales muy diseminadas y pueden cruzar límites funcionales de la corteza. Estas proyecciones suelen ser a través de fibras que son colaterales de axones que van de camino a cualquier otro lugar.Núcleos subcorticales. No tienen conexiones directas con la corteza.

¿Cuáles son las principales funciones de los núcleos talámicos?

Ahora pasaremos a ver  individualmente los núcleos talámicos, y comentaremos las funciones principales.

Núcleo geniculado lateral

Recibe información de la retina, lo elabora y lo envía a la corteza visual primaria.

En el cuerpo geniculado derecho llega la información de la mitad izquierda de los campos visuales de ambos ojos.

Núcleo geniculado medial

Recibe información del oído interno, lo elabora y lo envía a la corteza auditiva primaria.

Los dos cuerpos geniculados reciben información de las dos orejas, aunque principalmente de la oreja contralateral.

Núcleo ventral posterior (lateral y medial)

Núcleo de relieve de la información somatosensorial (tacto, dolor, temperatura, etc.).

El núcleo ventral posterolateral recibe información de la sensibilidad general del cuerpo, mientras que el ventral posteromedial recibe información de la sensibilidad general de la cabeza.

Ambos envían fibras principalmente en la corteza somatosensorial primaria.

Núcleos ventral lateral y ventral anterior

Núcleos de la información motora. Reciben información del cerebelo y los núcleos estriados y la envían a la corteza motora y premotora.

Núcleo anterior

Recibe información de los cuerpos mamilares del hipotálamo y la envía, ya más elaborada, en la corteza cingulada.

Es un componente del sistema límbico y, como tal, se relaciona con emociones y memoria.

Núcleos pulvinar y lateral posterior

Conectados recíprocamente con la corteza de asociación parietooccipitotemporal, realizan una función general de integración sensorial. Parece que el núcleo pulvinar participa en algunos aspectos de la percepción visual.

Núcleo lateral dorsal

Recibe escasas aferencias subcorticales y se proyecta hacia la corteza cingulada. Pertenece al sistema límbico.

Núcleo dorsomedial

Recibe información de diversos lugares del sistema límbico como el hipotálamo y la amígdala y proyecta principalmente en la corteza prefrontal.

Se relaciona fundamentalmente con lo siguiente:

Emociones. Es importante por aspectos relacionados con el estado de ánimo, ya que se ha observado que su lesión puede disminuir la ansiedad.Memoria. Su lesión produce déficits de memoria y parece que es la responsable, al menos en parte, de la amnesia que se produce en el síndrome de Korsakoff.

Núcleos intralaminares y de la línea media

Se encuentran en la parte central y medial del tálamo y reciben información de varios lugares como el tronco del encéfalo, el cerebelo, los ganglios basales, etc. Envían información a extensas áreas de la corteza.

Participan en la regulación de la excitabilidad de regiones amplias y difusas de la corteza, y afectan a los niveles de conciencia (despertar) y el estado de alerta.

Núcleo reticular

Es un núcleo de interconexión talámica, es decir, este núcleo envía información al resto de núcleos talámicos y éstos se proyectan recíprocamente el núcleo reticular talámico. Por tanto, puede conectar, si bien de forma indirecta a través de los núcleos del tálamo, con la corteza cerebral.

Coordina la actividad de neuronas del interior del tálamo y tiene un papel importante en la regulación del ciclo sueño-vigilia.

Hipotálamo

El hipotálamo es una pequeña parte del diencéfalo, representa menos del 1% del peso total del encéfalo, aunque tiene una gran importancia funcional.

Características generales del hipotálamo

El hipotálamo conecta con muchos lugares del encéfalo que le permiten convertirse en un lugar importante de encuentro de vías relacionadas con funciones, las cuales enumeramos a continuación:

Autonómicas
Endocrinas
Emocionales
Somáticas

Cuando se coordinan estos sistemas, el hipotálamo controla:

Funciones básicas del organismo (mantenimiento de un medio interno estable, la homeostasis).Comportamientos básicos para la supervivencia del individuo y las especies (fuga, alimentación, comportamiento sexual, etc.).

Se encuentra situado en posición ventral respecto al tálamo. El tercer ventrículo separa las dos mitades del hipotálamo. Por la parte anterior, el hipotálamo limita con el quiasmo óptico (cruce de las vías visuales) y por la parte posterior sobresalen los cuerpos mamilares (núcleos pertenecientes al hipotálamo). En medio y en la parte ventral encontramos la hipófisis.

Organización interna: zonas, regiones y núcleos

El hipotálamo se divide en varios núcleos y áreas, los cuales están organizados en regiones y zonas.

En dirección medio-lateral podemos dividir el hipotálamo en tres zonas, que se aprecian mejor en una sección coronal:

Zona periventricular. Es la más medial y rodea el tercer ventrículo. Está formada por núcleos delgados que regulan la producción de hormonas por parte de la hipófisis anterior.Zona medial. Entre la zona periventricular y la lateral. Contiene los núcleos más importantes del hipotálamo y algunos de estos regulan la producción de hormonas por parte de la hipófisis posterior.Zona lateral. Contiene menos núcleos definidos y está atravesada por numerosas fibras, como por ejemplo el haz prosencefàlic medial. Es una zona importante para las emociones.

En dirección anteroposterior (o longitudinal) el hipotálamo se organiza en tres regiones, que se pueden observar en una visión sagital medial; estas regiones son las siguientes:

Región anterior (o preóptica). Es sobre el quiasmo óptico. Los principales núcleos que contiene son los siguientes:Los núcleos paraventricular y supraóptico, los cuales liberan las hormonas vasopresina y oxitocina en la hipófisis posterior.El núcleo supraquiasmático, el cual recibe fibras de la retina y se relaciona con el control de los ritmos biológicos.El núcleo preóptica.Región intermedia (o tuberal). Es sobre la hipófisis y contiene algunos de los núcleos mejor diferenciados del hipotálamo. Contiene lo siguiente:El núcleo ventromedial, relacionado con el control de la ingesta y de la conducta sexual femenina.El núcleo dorsomedial.El núcleo arqueado.Región posterior (o Mamilla). Es sobre los cuerpos o núcleos mamilares, que incluye y forman parte del sistema límbico.

 ¿Con qué conecta principalmente el hipotálamo?

Las aferencias hipotalámicas proceden de dos áreas generales, que son las siguientes:

Diferentes partes del encéfalo anterior, especialmente los componentes del sistema límbico, que transportan información importante para la mediación de los aspectos autonómicos y somáticos de los estados afectivos.Del tronco del encéfalo y la médula espinal, que aportan información sensitiva visceral y somática.

Las vías eferentes son recíprocas a las aferentes, y se proyectan en el área septal, el hipocampo, la amígdala, el tronco del encéfalo y la médula espinal. Aunque también se proyecta en la hipófisis.

¿Cuáles son sus funciones más importantes?

Recibe información por medio de sinapsis, pero también analiza características y componentes de la sangre, como la concentración de hormonas, de glucosa, la temperatura, la presión, etc.Es el principal centro de control del sistema vegetativo y controla el siguiente:SNA – Vía neural: por medio de sus axones eferentes.SNE – Vía neurohormonal: controlando la secreción hormonal de varias glándulas (por medio de su acción sobre la hipófisis).Así pues, tiene un importante papel en el mantenimiento de la homeostasis (mantenimiento de determinadas variables fisiológicas en un nivel constante):Regula la circulación de la sangre, la temperatura del cuerpo.Regula el metabolismo.Controla la secreción de hormonas sexuales.Regula conductas motivacionales (hambre, sed, conducta sexual, etc.).Controla ritmos circadianos (sueño-vigilia).Coordina e integra todas las respuestas físicas (autonómicas, hormonales y esqueletomotores) cuando hay cambios emocionales y produce la expresión física de la emoción.

Ante una situación estresante o de peligro, como la visión de una serpiente, el hipotálamo hace una integración o actividad concertada de todas las respuestas que se producen ante esta emoción:

Autonómicas: aumenta tasa cardíaca, aumenta presión sanguínea, aumenta sudoraciónHormonales: aumenta noradrenalina, adrenalina y cortisol, disminuye hormonas sexualesMotores: atacar, no moverse, salir corriendo.

Subtálamo

Se sitúa en posición lateral en el hipotálamo, ventral al tálamo y medial a la cápsula interna. Caudalmente se continúa con el techo del mesencéfalo.

Contiene lo siguiente:

Extensiones rostrales de núcleos mesencefálicos, como el núcleo rojo y la sustancia negra.El núcleo subtalámico -o núcleo de Luys- (conectado con los ganglios basales, con funciones motoras).La zona incierta (pequeña masa de sustancia gris, que parece la continuación de la formación reticular mesencefálica).Es atravesado por vías somatosensitiva que van hacia el tálamo, el cerebelo y los ganglios basales.Sus principales funciones se relacionan con el movimiento.

Epitálamo

Está situado en la parte posterior dorsal del diencéfalo, adyacente al mesencéfalo.

Está formado por la glándula pineal o epífisis y los núcleos de la habénula y sus conexiones.

Glándula pineal

Estructura única, no doble, situada en la línea media por encima de los colículos superiores.

En vertebrados inferiores, la epífisis controla la duración del día y las estaciones, y participa en la regulación de ritmos circadianos y anuales.

En los mamíferos, la epífisis es una glándula endocrina, formada por células neurosecretoras, y que no tiene eferencias neurales conocidas, sino que segrega la hormona melatonina. Esta secreción se realiza siguiendo los ritmos circadianos relacionados con la luz. Así: oscuridad – melatonina / luz – melatonina.

La melatonina de la glándula pineal participa en los ciclos reproductores. En los humanos, inhibe la maduración de las gónadas o glándulas sexuales (y disminuye la secreción de hormonas gonadales) hasta que llega la pubertad.

También regula la liberación diario de otras hormonas, como algunas del hipotálamo.

La glándula pineal es como un “reloj biológico”, ya que regula procesos fisiológicos y conductuales de acuerdo con el ciclo diario luz-oscuridad.

Hay una alteración conocida como trastorno afectivo estacional (TAE) que podría estar relacionada con una alteración en los ritmos de liberación de algunas sustancias como, por ejemplo, la melatonina, si bien también la serotonina. En este trastorno, los pacientes presentan depresión, incapacidad para concentrarse, ataques de sobrealimentación por hidratos de carbono, etc. Los síntomas suelen ser cíclicos y aparecen durante las estaciones con menos luz (invierno, otoño). Un tratamiento con fuentes de luz de alta intensidad, la fototerapia, parece que mejora el estado de los pacientes, probablemente porque afecta la síntesis de melatonina.

Habénula

Se encuentra lateral a la epífisis, unida con su homóloga del otro lado por la comisura Habénula.

Recibe informaciones de diversas estructuras del sistema límbico por medio de la estría medular, y envía proyecciones a núcleos de la formación reticular mesencefálica.

El habénula permite la comunicación entre el sistema límbico y la formación reticular.